展开式二级圆柱齿轮减速器设计说明书

第一章 设计说明书

设计题目

用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器。传动装置简图如下图1所示。

图 1 已知条件

1. 2. 3. 4. 5. 6.

工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃； 使用折旧期：8年；

检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；

动力来源：电力，三相交流，电压380/220V； 运输带速度允许误差：±5%；

制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

原始技术数据（表1）

表1 展开式二级圆柱齿轮减速器设计原始技术数据

题号 参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 运输带工作拉力1500 2200 2300 2500 2600 2800 3300 4000 4500 4800 F/N 运输带工作速度1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.4 1.2 1.6 1.8 1.25 v/(m/s) 卷筒直径D/mm 220 240 300 400 220 350 350 400 400 500 本组设计数据：

第6组数据：运输带工作拉力F/N 2800 运输带工作速度v/(m/s) 1.4 卷筒直径D/mm 350

设计工作量

（1）减速器装配图一张；（零号图纸）

（2）零件工作图二张（大齿轮，输入轴，3号图纸）； （3）设计说明书一份。

第二章 机械装置的总体设计方案

电动机选择

选择电动机类型

按工作要求选用Y系列（IP44）全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。该电动机的工作条件为：环境温度-15- +40℃，相对湿度不超过90%，电压380V，频率50HZ。

选择电动机容量

电动机所需工作功率Pd（kW）为 Pd?Pw?

工作机所需功率Pw（kW）为 Pw?Fw?Vw=2800?1.4=3920 W 传动装置的总效率为

24 ???1?2?3?4

2按《机械课程设计手册》表2-4确定各部分效率为:联轴器效率为?1?0.99，闭式齿轮传动效率?2?0.96，滚动轴承?3?0.98，卷筒效率?4?0.96，代入得

2

??0.992?0.962?0.984?0.96?0.8

所需电动机功率为

Pd?Pw??3.92kW?4.9kW0.8

因载荷平稳，电动机额定功率Ped略大于Pd即可。由《机械课程设计手册》表20-1，Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率Ped为5.5kW。

确定电动机转速

卷筒轴工作转速

60?1000v60?1000?1.4nw???74.31(r/min)

?D3.14?360??8~60，故电动机转速的可选范围为 通常，二级圆柱齿轮减速器为i2??i?nw?(8~60)?74.31r/min?594~4458nd.6r/min

符合这一范围的同步转速有750 r/min,1500r/min和3000r/min,其中减速器以1500和1000r/min的优先，所以现以这两种方案进行比较。由《机械课程设计手册》第十二章相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表2：

表2 额定功率为时电动机选择对总体方案的影响

方案 电动机型号 额定功率 /kW 5.5 5.5 同步转速/满载转速 电动机质量 /kg 68 84 nm/(r/min) 1500/1440 1000/960 1 2 Y132S-4 Y132M2-6 表2中，方案1与方案2相比较，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及总传动比，为使传动装置结构紧凑，兼顾考虑电动机的重量和价格，选择方案2，即所选电动机型号为Y132M2-6。

传动比分配

总传动比

ia?nm960??12.9 nw74.31分配传动装置各级传动比

减速器的传动比 i为12.9,对于两级卧式展开式圆柱齿轮减速器的

3

i1?(1.1~1.5)i2，为了分配均匀取i1?1.2i2，计算得两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比i1?3.93，低速级的传动比i2?3.28。

运动和动力参数计算

0轴（电动机轴）：

P0?Pd?5.5kWn0?nm?960r/minPT0?95500?54.71N?mn0

1轴（高速轴）：

P1?P0?1?5.5kW?0.99?5.445kWn1?n0?960r/minT1?9550P1?54.17N?mn1

2轴（中间轴）：

P2?P1?2?3?5.445kW?0.96?0.98?5.123kWn2?n1960??244.275r/mini13.93

PT2?95502?200.28N?mn2 3轴（低速轴）：

P3?P2?2?3?5.123kW?0.96?0.98?4.82kWn3?n2?74.47r/mini2P3?618.11N?mn3

T3?9550 4轴（卷筒轴）：

4

P4?P3?2?4?4.82kW?0.99?0.98?4.68kWn4?n3?74.47r/minPT4?95504?600.16N?mn4 运动和动力参数的计算结果加以汇总，列出表3如下： 项目 电动机高速轴 中间轴 低速轴 轴 转速960 960 244.275 74.47 （r/min） 功率(kW) 5.5 5.445 5.123 4.82 转矩(N*m) 54.17 54.17 200.28 618.11 传动比 1 3.93 3.28 效率 0.99 0.94 0.94

卷筒轴 74.47 4.68 600.16 1 0.98

第三章 主要零部件的设计计算

展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动设计

高速级齿轮传动设计

1． 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。

2）运输机为一般工作，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。 3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用合金钢，热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS,280HBS，二者材料硬度差为40HBS。

4）选小齿轮的齿数z?20，大齿轮的齿数为z2?3.93?20?78.6，取z2?79。 2． 按齿面接触强度设计 由设计公式进行试算，即 d1t?2.323KT1u?1zE2.(). ?du[?H](1)确定公式内的各计算数值 1) 试选载荷系数Kt?1.3

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